IT202000007510A1 - PLANT FOR THE PRODUCTION OF METALLIC PRODUCTS AND MANAGEMENT METHOD - Google Patents
PLANT FOR THE PRODUCTION OF METALLIC PRODUCTS AND MANAGEMENT METHOD Download PDFInfo
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Description
Descrizione del trovato avente per titolo: Description of the invention having as title:
"IMPIANTO PER LA PRODUZIONE DI PRODOTTI METALLICI E METODO DI GESTIONE" "PLANT FOR THE PRODUCTION OF METALLIC PRODUCTS AND MANAGEMENT METHOD"
CAMPO DI APPLICAZIONE FIELD OF APPLICATION
Il presente trovato si riferisce ad un impianto per la produzione di prodotti metallici, idoneo a produrre prodotti metallici piani, quali nastri, o prodotti lunghi quali blumi, barre, bramme o tondini, a partire da acciaio fuso e ad un metodo di gestione dell? impianto. In particolare il trovato si riferisce ad un impianto e relativo metodo di gestione che consentano di ridurre fortemente i consumi energetici correlati alla fornitura dell?acqua di raffreddamento. The present invention relates to a plant for the production of metal products, suitable for producing flat metal products, such as strips, or long products such as blooms, bars, slabs or rods, starting from molten steel and to a method of managing the metal. plant. In particular, the invention relates to a plant and relative management method which allow to greatly reduce the energy consumption related to the supply of cooling water.
STATO DELLA TECNICA STATE OF THE TECHNIQUE
Sono noti impianti per la produzione di prodotti metallici, comprendenti un gruppo di colata di bramme e un gruppo di laminazione posta a valle della linea di colata. Plants for the production of metal products are known, comprising a group for casting slabs and a rolling group located downstream of the casting line.
Il gruppo di colata viene alimentato con acciaio fuso avente determinate propriet? e caratteristiche, e fornisce in uscita una bramma con dimensioni predeterminate. The casting group is fed with molten steel having certain properties. and characteristics, and outputs a slab with predetermined dimensions.
Il gruppo di colata comprende generalmente una siviera nella quale viene alimentato il metallo fuso, una lingottiera con relativo cristallizzatore ed eventualmente un dispositivo di pre-laminazione a rulli per realizzare una pre-laminazione a cuore liquido della bramma, riducendone lo spessore prima di alimentarla alla linea di laminazione. Il gruppo di laminazione ? provvisto di una pluralit? di gabbie di laminazione disposte in sequenza una all?altra, nelle quali la bramma viene progressivamente ridotta di spessore per ottenere i semilavorati metallici con lo spessore desiderato. The casting unit generally comprises a ladle into which the molten metal is fed, an ingot mold with relative crystallizer and possibly a roller pre-rolling device to carry out a liquid core pre-rolling of the slab, reducing its thickness before feeding it to the lamination line. The laminating group? provided with a plurality? of rolling stands arranged in sequence one to the other, in which the slab is progressively reduced in thickness to obtain the metal semi-finished products with the desired thickness.
? anche noto sottoporre i semilavorati, a valle del gruppo di laminazione, prima di avvolgerli in bobine, o tagliarli a misura, a un trattamento di raffreddamento rapido, nel settore anche denominato trattamento di ?quenching?, o trattamento di tempra, il quale consente di ottenere un determinato trattamento superficiale del prodotto. ? It is also known to subject the semi-finished products, downstream of the rolling group, before winding them into coils, or cutting them to size, to a rapid cooling treatment, in the sector also called? quenching? treatment, or hardening treatment, which allows to obtain a certain surface treatment of the product.
Come noto, poich? la bramma in uscita dal gruppo di colata pu? presentare temperature dell?ordine di 1000 - 1200 ?C, per garantire il corretto funzionamento del gruppo di colata e del gruppo di laminazione ? necessario provvedere ad un raffreddamento dei diversi componenti posti a contatto o in prossimit? con il semilavorato in lavorazione, per impedire malfunzionamenti degli stessi. As known, since? the slab coming out of the casting group can? have temperatures of the order of 1000 - 1200? C, to guarantee the correct functioning of the casting group and of the rolling group? it is necessary to provide for a cooling of the different components placed in contact or in proximity? with the semi-finished product being processed, to prevent their malfunctions.
Il raffreddamento viene normalmente realizzato alimentando acqua che funge da fluido termovettore in circuiti di scambio termico associati a ciascuno dei componenti. Generalmente gli impianti di produzione di prodotti metallici in questione sono provvisti di una vasca contenente acqua a temperatura sostanzialmente pari a quella ambiente, e di una pluralit? di dispositivi di alimentazione, i quali prelevano l?acqua dalla vasca e la alimentano ai circuiti di scambio termico lungo rispettivi rami di mandata. L?acqua che si ? riscaldata a contatto con i gruppi o componenti, o direttamente con il prodotto metallico, viene poi fatta nuovamente confluire nella vasca attraverso rispettivi rami di ritorno. Per i trattamenti di raffreddamento, o di quenching ? necessario fornire elevate portate di acqua. Cooling is normally carried out by feeding water which acts as a heat transfer fluid in heat exchange circuits associated with each of the components. Generally, the metal product production plants in question are equipped with a tank containing water at a temperature substantially equal to the ambient temperature, and with a plurality of water. of feeding devices, which take the water from the tank and feed it to the heat exchange circuits along the respective delivery branches. The water that you? heated in contact with the groups or components, or directly with the metal product, it is then made to flow back into the tank through respective return branches. For cooling or quenching treatments? it is necessary to provide high water flow rates.
? noto, tuttavia, che, quantomeno i gruppi di colata, di laminazione e i dispositivi di raffreddamento a valle di essi, sono sottoposti a funzionamento discontinuo, in quanto, a seconda del tipo di prodotto metallico in lavorazione, o del tipo di processo applicato, si alternano intervalli operativi in cui in essi ? presente una bramma, o un semilavorato da sottoporre a lavorazione, a intervalli non operativi in cui non ? presente in essi alcuna bramma, o semilavorato. ? it is known, however, that at least the casting and rolling units and the cooling devices downstream of them are subjected to discontinuous operation, since, depending on the type of metal product being processed, or the type of process applied, alternate operating intervals in which in them? present a slab, or a semi-finished product to be processed, at non-operational intervals in which not? present in them no slab, or semi-finished product.
Mentre nel caso di processi di tipo ?endless? l?alternanza di intervalli operativi e intervalli non operativi ? meno evidente, nei processi di tipo ?semi-endless? o ?coil-to-coil? l?alternanza di intervalli ? pi? rilevante. Le portate di acqua richieste, inoltre, possono essere molto variabili, in funzione delle dimensioni e delle propriet? chimiche del semilavorato da trattare; ad esempio, nel caso del gruppo di raffreddamento, o ?quenching?, possono variare tra 0 e 15000 m<3>/h. While in the case of processes of type? Endless? the alternation of operating intervals and non-operating intervals? less evident, in the? semi-endless? or? coil-to-coil? the alternation of intervals? pi? relevant. Furthermore, the water flow rates required can be very variable, depending on the size and properties. chemicals of the semi-finished product to be treated; for example, in the case of the cooling unit, or? quenching ?, they can vary between 0 and 15000 m <3> / h.
Per poter garantire in ogni istante la portata di acqua necessaria per il raffreddamento, normalmente, negli impianti di produzione di prodotti metallici di tipo noto, i dispositivi di alimentazione vengono accesi all?avvio dell?impianto, e vengono mantenuti attivi durante l?intero processo produttivo, prevedendo mezzi di deviazione ner deviare l?acqua direttamente verso la vasca durante gli intervalli non operativi. In order to guarantee at all times the flow rate of water necessary for cooling, normally, in plants for the production of metal products of a known type, the power supply devices are switched on when the plant is started, and are kept active during the entire process. productive, providing diversion means to divert the water directly towards the tank during non-operational intervals.
L?elevata richiesta di acqua per il raffreddamento comporta, quindi, sia un elevato consumo della stessa, che, tuttavia, viene almeno in parte recuperato tramite la vasca, sia un elevato consumo energetico per mantenere accesi i dispositivi di alimentazione e fornire elevate portate di acqua anche quando di fatto non sarebbe necessario. The high demand for water for cooling therefore involves both a high consumption of the same, which, however, is at least partially recovered through the tank, and a high energy consumption to keep the power supply devices on and provide high flow rates. water even when in fact it would not be necessary.
Esiste pertanto la necessit? di perfezionare un metodo ed un apparato per la gestione dell?acqua di raffreddamento di un impianto per la produzione di prodotti metallici che possano superare almeno uno degli inconvenienti della tecnica. There is therefore a need? to improve a method and an apparatus for managing the cooling water of a plant for the production of metal products which can overcome at least one of the drawbacks of the technique.
Un ulteriore scopo del presente trovato ? quello di ottenere un metodo ed una apparato di gestione dell?acqua di raffreddamento che consentano di ridurre notevolmente i consumi energetici, garantendo nel contempo le portate di acqua richieste dai diversi gruppi operativi, o apparati. A further object of the present invention? that of obtaining a method and an apparatus for managing the cooling water that allow to considerably reduce energy consumption, while guaranteeing the water flow rates required by the various operating groups, or apparatuses.
Un ulteriore scopo del presente trovato ? quello di ottenere un metodo e un impianto di gestione dell?acqua di raffreddamento che siano in grado di adattare l?alimentazione dell?acqua in funzione dei differenti processi di lavorazione implementati e delle tipologie di prodotti lavorati. A further object of the present invention? that of obtaining a method and a cooling water management system that are able to adapt the water supply according to the different processing processes implemented and the types of products processed.
Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere questi ed ulteriori scopi e vantaggi, la Richiedente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato. In order to obviate the drawbacks of the known art and to obtain these and further objects and advantages, the Applicant has studied, tested and implemented the present invention.
ESPOSIZIONE DEL TROVATO EXPOSURE OF THE FOUND
Il presente trovato ? espresso e caratterizzato nelle rivendicazioni indipendenti. Le rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato o varianti dell?idea di soluzione principale. The present found? expressed and characterized in the independent claims. The dependent claims disclose other characteristics of the present invention or variants of the main solution idea.
In accordo con i suddetti scopi, forme di realizzazione qui descritte si riferiscono ad un impianto per la produzione di prodotti metallici comprendente una pluralit? di gruppi o apparati operativi. In accordance with the aforementioned purposes, embodiments described here refer to a plant for the production of metal products comprising a plurality of products. of groups or operational equipment.
In particolare limpianto comprende una o pi? tra: In particular, the plant includes one or more? between:
- un gruppo di colata continua, configurato per colare una bramma con dimensioni predefmite; - a continuous casting unit, configured to cast a slab with predefined dimensions;
- un gruppo di laminazione, disposto a valle del gruppo di colata, e configurato per ridurre lo spessore della bramma fino ad ottenere un prodotto metallico con un determinato spessore finale; e - a rolling unit, arranged downstream of the casting unit, and configured to reduce the thickness of the slab until a metal product with a certain final thickness is obtained; And
- un apparato di raffreddamento, disposto a valle del gruppo di laminazione, e configurato per effettuare un trattamento di raffreddamento rapido, noto anche come trattamento di ?quenching?, sul prodotto metallico in transito. - a cooling apparatus, arranged downstream of the rolling unit, and configured to carry out a rapid cooling treatment, also known as? quenching? treatment, on the metallic product in transit.
Il gruppo di colata comprende una lingottiera, con relativo cristallizzatore, e un dispositivo di pre-laminazione a rulli, in cui cristallizzatore e dispositivo di pre-laminazione sono provvisti di rispettivi circuiti di raffreddamento primario e secondario. The casting unit comprises an ingot mold, with relative crystallizer, and a roller pre-rolling device, in which the crystallizer and pre-rolling device are provided with respective primary and secondary cooling circuits.
L?unit? di laminazione pu? comprendere, disposti in sequenza uno all?altro: The unit? of lamination can? understand, arranged one after the other:
- un?unit? di sbozzatura, comprendente una o pi? gabbie di laminazione, configurata per ottenere una bramma sbozzata con una prima riduzione di spessore; - a? unit? of roughing, comprising one or more? rolling stands, configured to obtain a rough slab with a first reduction in thickness;
- un forno di riscaldo a induzione configurato per riscaldare la bramma sbozzata ad una temperatura idonea a consentirne la lavorazione; - an induction heating furnace configured to heat the rough slab to a suitable temperature to allow its processing;
- un?unit? di finitura, anche essa comprendente una o pi? gabbie di laminazione, configurata per ridurre lo spessore della bramma sbozzata e ottenere un prodotto metallico avente un determinato spessore finale. L?impianto pu? comprendere, inoltre, un gruppo di fusione configurato per ottenere un bagno di metallo fuso avente determinate caratteristiche chimiche a partire da rottame e/o ferro pre-ridotto (DRI), o loro combinazioni. - a? unit? finishing, also including one or more? rolling stands, configured to reduce the thickness of the rough slab and obtain a metal product having a certain final thickness. The plant can furthermore comprising a melting unit configured to obtain a bath of molten metal having certain chemical characteristics starting from scrap and / or pre-reduced iron (DRI), or combinations thereof.
Ciascuno dei gruppi operativi, ovvero gruppo di colata, gruppo di laminazione, apparato di raffreddamento e gruppo di fusione, ? provvisto di rispettivi circuiti idraulici nei quali scorre generalmente acqua come fluido termovettore. I circuiti idraulici, nel caso del gruppo di colata e del gruppo di laminazione, possono essere collegati a rispettivi circuiti di scambio termico idonei a raffreddare uno o pi? dei componenti del gruppo, come cristallizzatore, lingottiera, rulli delle gabbie di laminazione, o eventualmente il prodotto metallico stesso, e nel caso del gruppo di raffreddamento, possono essere collegati a dispositivi di erogazione per erogare acqua direttamente sul prodotto metallico in lavorazione. Each of the operating groups, i.e. casting group, rolling group, cooling apparatus and melting group,? provided with respective hydraulic circuits in which water generally flows as a heat transfer fluid. The hydraulic circuits, in the case of the casting group and the rolling group, can be connected to respective heat exchange circuits suitable for cooling one or more? components of the group, such as crystallizer, ingot mold, rollers of the rolling stands, or possibly the metal product itself, and in the case of the cooling group, can be connected to dispensing devices to deliver water directly onto the metal product being processed.
Secondo forme di realizzazione, rimpianto comprende un gruppo di fornitura acqua comprendente un serbatoio idoneo a contenere acqua e mantenerla ad una temperatura sostanzialmente pari alla temperatura ambiente, e collegato mediante rispettivi condotti di mandata e ritorno ai differenti circuiti idraulici. According to embodiments, the unit comprises a water supply unit comprising a tank suitable for containing water and maintaining it at a temperature substantially equal to the ambient temperature, and connected by respective delivery and return pipes to the different hydraulic circuits.
L?impianto comprende, inoltre, una pluralit? di dispositivi di alimentazione acqua, quali pompe od elettrovalvole, selettivamente attivabili per prelevare acqua dal serbatoio ed alimentarla nei circuiti di mandata. The plant also includes a plurality of water supply devices, such as pumps or solenoid valves, which can be selectively activated to take water from the tank and feed it into the delivery circuits.
L?impianto comprende, inoltre, un?unit? di controllo configurata per ricevere informazioni in merito alle caratteristiche dei prodotti metallici da produrre e alla velocit? di avanzamento dei prodotti metallici nei singoli gruppi operativi, ovvero gruppo di colata, gruppo di laminazione e apparato di raffreddamento e comandare i dispositivi di alimentazione acqua per fornire selettivamente acqua ai rispettivi circuiti in base alle esigenze di ciascuno di essi. The plant also includes a? Unit? control configured to receive information about the characteristics of the metal products to be produced and the speed? advancement of the metal products in the individual operating groups, that is casting group, rolling group and cooling apparatus and controlling the water supply devices to selectively supply water to the respective circuits according to the needs of each of them.
In particolare, l?unit? di controllo, pu? ricevere da un?unit? di gestione dell?impianto informazioni riguardanti una ?ricetta? per un determinato prodotto metallico, comprendenti le durate degli intervalli operativi e non operativi per ciascun gruppo o componente, in caso di rispettivi processi di tipo ?coil-to-coil?, ?semi-endless? o ?endless? e comandare ciascuno dei dispositivi di alimentazione in funzione del tipo do prodotto in lavorazione e degli intervalli operativi e non operativi. In particular, the unit? control, can? receive from a? unit? system management information regarding a? recipe? for a given metal product, including the durations of the operational and non-operational intervals for each group or component, in the case of respective? coil-to-coil ?,? semi-endless? or? endless? and controlling each of the feeding devices according to the type of product being processed and the operating and non-operating ranges.
Secondo forme di realizzazione, le ?ricette? comprendono una o pi? informazioni/parametri tra propriet? e composizione fisica del metallo, dimensione della bramma e del prodotto finale, numero di gabbie e/o di passaggi di laminazione necessari per ottenere un determinato spessore, temperatura del prodotto metallico, e/o temperatura e/o portata dell?acqua di raffreddamento richiesta per il prodotto metallico in transito e/o per i componenti posti a contatto o in prossimit? di esso. According to embodiments, the? Recipes? include one or more? information / parameters between properties and physical composition of the metal, size of the slab and of the final product, number of cages and / or rolling passes necessary to obtain a certain thickness, temperature of the metal product, and / or temperature and / or flow rate of the cooling water required for the metallic product in transit and / or for the components placed in contact or in proximity? its.
Secondo forme di realizzazione, i dispositivi di alimentazione sono pompe a portata regolabile, e ciascuna di esse ? associata ad un dispositivo convertitore configurato per variare la frequenza della corrente di alimentazione elettrica del dispositivo associato, cos? da regolarne la portata. According to embodiments, the power devices are adjustable flow pumps, and each of them? associated with a converter device configured to vary the frequency of the power supply current of the associated device, cos? to adjust the flow rate.
Secondo forme di realizzazione, l?unit? di controllo ? configurata per attivare i dispositivi di alimentazione acqua un determinato intervallo in anticipo rispetto all?inizio del rispettivo intervallo operativo del componente o gruppo operativo associato al rispettivo circuito idraulico, in modo tale da riempire e pressurizzare il rispettivo circuito di mandata con acqua, prima che sia necessario erogarla, cos? da garantire sempre l?erogazione dell?acqua con quantit?, portata e pressione richieste. According to embodiments, the unit? control ? configured to activate the water supply devices a certain interval in advance of the start of the respective operating interval of the component or operating group associated with the respective hydraulic circuit, in such a way as to fill and pressurize the respective delivery circuit with water, before it is necessary to deliver it, cos? to always guarantee the supply of water with the required quantity, flow rate and pressure.
Secondo forme di realizzazione, il determinato intervallo di anticipo pu? essere stimato e/o calcolato dall?unit? di controllo sulla base delle informazioni/parametri definiti dalla ricetta, o da parametri ad essa correlati, eventualmente rilevati anche durante il funzionamento dell?impianto, come velocit? di avanzamento del prodotto metallico, quantit?/portata d?acqua di volta in volta richieste, e delle dimensioni di lunghezza e sezione dei rispettivi circuiti di mandata, che possono essere fomiti dal progettista dell?impianto. According to embodiments, the given advance interval can be be estimated and / or calculated by the unit? control on the basis of the information / parameters defined by the recipe, or by parameters related to it, possibly detected even during the operation of the system, such as speed? of advancement of the metal product, quantity / flow rate of water required from time to time, and of the length and section dimensions of the respective delivery circuits, which can be supplied by the system designer.
Forme di realizzazione qui descritte si riferiscono anche ad un metodo di gestione di un impianto per la produzione di prodotti metallici comprendente uno o pi? gruppi operativi scelti tra un gruppo di colata, un gruppo di laminazione, e un apparato di raffreddamento idoneo ad effettuare un trattamento di quenching del prodotto metallico, ciascuno associato a rispettivi circuiti idraulici per l?alimentazione di acqua di raffreddamento in circuiti di scambio termico e/o sul prodotto metallico in transito. Embodiments described here also refer to a method of managing a plant for the production of metal products comprising one or more? operating groups selected from a casting group, a rolling group, and a cooling apparatus suitable for carrying out a quenching treatment of the metal product, each associated with respective hydraulic circuits for feeding cooling water into heat exchange circuits and / or on the metallic product in transit.
Il metodo secondo il trovato prevede di: The method according to the invention provides for:
- ricevere informazioni relative alle caratteristiche dei prodotti in lavorazione in relazione a dimensioni, spessore, composizione chimica dei prodotti metallici da ottenere; - receive information relating to the characteristics of the products being processed in relation to the dimensions, thickness, chemical composition of the metal products to be obtained;
- ricevere informazioni relative ai rispettivi parametri di raffreddamento, comprendenti uno o pi? tra portata dell?acqua, pressione, tempo di erogazione dell?acqua, differenza di temperatura tra acqua in ingresso e in uscita, e ai rispettivi tempi operativi e non operativi di uno o ciascun gruppo operativo, o apparato; - receive information relating to the respective cooling parameters, including one or more? between water flow rate, pressure, water delivery time, temperature difference between inlet and outlet water, and the respective operating and non-operating times of one or each operating group, or apparatus;
- comandare dispositivi di alimentazione per alimentare acqua verso i rispettivi circuiti idraulici di uno o pi? gruppi operativi o apparati di raffreddamento in funzione dei rispettivi intervalli operativi e non operativi di ciascun gruppo operativo, o apparato. - command feeding devices to feed water to the respective hydraulic circuits of one or more? operating groups or cooling apparatuses according to the respective operating and non-operating intervals of each operating group, or apparatus.
Secondo forme di realizzazione, il metodo prevede di alimentare l?acqua ai rispettivi circuiti idraulici attivando, in modo autonomo e indipendente uno rispetto all?altro, tutti e solo i dispositivi di pompaggio necessario per erogare di volta in volta, in corrispondenza di ciascun intervallo operativo, la portata d?acqua richiesta con pressione predefmita. According to embodiments, the method provides for feeding the water to the respective hydraulic circuits by activating, in an autonomous and independent way one from the other, all and only the pumping devices necessary to deliver each time, at each interval. operating, the required water flow rate with pre-defined pressure.
In altre parole, viene alimentata a ciascun gruppo operativo l?acqua necessaria durante gli intervalli operativi, cos? da raffreddare opportunamente i loro componenti, e/o il prodotto in transito, e non viene alimentata, o viene quantomeno ridotta l?alimentazione dell?acqua ai singoli gruppi durante i rispettivi intervalli non operativi. In other words, the necessary water is supplied to each operating group during the operating intervals, so that the to suitably cool their components, and / or the product in transit, and the water supply to the individual groups is not fed, or at least reduced during their respective non-operating intervals.
In questo modo ? possibile ottenere un notevole risparmio energetico ed economico, poich?, di fatto, i dispositivi di alimentazione anzich? rimanere accesi per tutto il processo, si accendono selettivamente solo quando sono necessari, e restano spenti quando non serve acqua. So ? possible to obtain a considerable energy and economic saving, since, in fact, the power supply devices instead of? stay on throughout the process, selectively turn on only when needed, and stay off when no water is needed.
Secondo ulteriori forme di realizzazione, il metodo prevede di utilizzare dispositivi convertitori per il controllo dei dispositivi di pompaggio, in modo tale da regolarne il funzionamento e la potenza in base alle portate e alle pressioni dell?acqua di volta in volta richieste. According to further embodiments, the method provides for the use of converting devices for controlling the pumping devices, in such a way as to regulate their operation and power on the basis of the flow rates and pressures of the water required from time to time.
Secondo varianti vantaggiose del trovato, il metodo prevede di ricevere informazioni riguardo agli istanti di inizio di ciascun intervallo operativo di ciascun gruppo operativo, o apparato, e di comandare l?attivazione dei convertitori in anticipo rispetto all?istante di inizio di ciascun intervallo operativo, cos? da iniziare la rampa di salita dell? inverter prima dell?istante in cui ? necessario che esso sia pienamente operativo. In questo modo viene garantita sempre l?erogazione dell?acqua con caratteristiche di portata e pressione idonee. According to advantageous variants of the invention, the method provides for receiving information regarding the start instants of each operating interval of each operating group, or apparatus, and for controlling the activation of the converters in advance of the starting instant of each operating interval, cos? to begin the ascent ramp of the? inverter before the instant in which? it must be fully operational. In this way the supply of water with suitable flow rate and pressure characteristics is always guaranteed.
ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI ILLUSTRATION OF DRAWINGS
Questi ed altri aspetti, caratteristiche e vantaggi del presente trovato appariranno chiari dalla seguente descrizione di forme di realizzazione, fornite a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui: These and other aspects, characteristics and advantages of the present invention will become clear from the following description of embodiments, provided by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings in which:
- la fig. 1 ? una vista schematica di un impianto per la produzione di prodotti metallici secondo forme di realizzazione qui descritte; - fig. 1? a schematic view of a plant for the production of metal products according to embodiments described here;
- la fig. 2 mostra uno schema a blocchi di un apparato di controllo delfimpianto di fig. 1; - fig. 2 shows a block diagram of a control apparatus of the plant of fig. 1;
- la fig. 3 mostra un grafico che illustra la portata d?acqua richiesta nel tempo per differenti tipologie di prodotto e la conseguente attivazione dei dispositivi di pompaggio secondo la tecnica nota e secondo il trovato; - la fig. 4 ? un grafico in cui ? mostrato l?andamento della portata dell?acqua alimentata in corrispondenza di un intervallo operativo secondo forme di realizzazione qui descritte. - fig. 3 shows a graph which illustrates the water flow rate required over time for different types of product and the consequent activation of the pumping devices according to the known art and according to the invention; - fig. 4? a chart in which? shown the trend of the flow rate of the water fed at an operating range according to embodiments described here.
Per facilitare la comprensione, numeri di riferimento identici sono stati utilizzati, ove possibile, per identificare elementi comuni identici nelle figure. Va inteso che elementi e caratteristiche di una forma di realizzazione possono essere convenientemente incorporati in altre forme di realizzazione senza ulteriori precisazioni. To facilitate understanding, identical reference numbers have been used wherever possible to identify identical common elements in the figures. It should be understood that elements and features of one embodiment can be conveniently incorporated into other embodiments without further specification.
DESCRIZIONE DI FORME DI REALIZZAZIONE DESCRIPTION OF EMBODIMENTS
Si far? ora riferimento nel dettaglio alle varie forme di realizzazione del trovato, delle quali uno o pi? esempi sono illustrati nelle figure allegate. Ciascun esempio ? fornito a titolo di illustrazione del trovato e non ? inteso come una limitazione dello stesso. Ad esempio, caratteristiche illustrate o descritte in quanto facenti parte di una forma di realizzazione potranno essere adottate su, o in associazione con, altre forme di realizzazione per produrre un?ulteriore forma di realizzazione. Resta inteso che il presente trovato sar? comprensivo di tali modifiche e varianti. Forme di realizzazione qui descritte con riferimento alla fig. 1 si riferiscono ad un impianto 10 per la produzione di prodotti metallici, quali prodotti piani, come nastri o lamiere, o prodotti lunghi, quali blumi, bramme, barre, tubi, o tondini, a partire da acciaio fuso. Will it do? now reference in detail to the various embodiments of the invention, of which one or more? examples are illustrated in the attached figures. Each example? provided by way of illustration of the found and not? intended as a limitation of the same. For example, features illustrated or described as forming part of an embodiment may be adopted on, or in association with, other embodiments to produce a further embodiment. It is understood that the present invention will be including such modifications and variations. Embodiments described here with reference to fig. 1 refer to a plant 10 for the production of metal products, such as flat products, such as strips or sheets, or long products, such as blooms, slabs, bars, tubes, or rods, starting from molten steel.
L?impianto 10 pu? comprendere una pluralit? di gruppi operativi, tra cui uno o pi? tra: The plant 10 can? understand a plurality? of operational groups, including one or more? between:
- un gruppo di colata 11 continua, configurato per ricevere metallo fuso avente determinate caratteristiche chimiche e colare una bramma con dimensioni predefinite; - a continuous casting unit 11, configured to receive molten metal having certain chemical characteristics and to cast a slab with predefined dimensions;
- un gruppo di laminazione 12, posto a valle del gruppo di colata Il e configurato per ridurre lo spessore della bramma fino ad ottenere un prodotto metallico con un determinato spessore finale; - a rolling unit 12, located downstream of the casting unit II and configured to reduce the thickness of the slab until a metal product with a certain final thickness is obtained;
- un apparato di raffreddamento 13, o di quenching, posto a valle del gruppo di laminazione 12 e configurato per eseguire un trattamento di raffreddamento rapido, o di quenching sul prodotto metallico. - a cooling apparatus 13, or quenching, placed downstream of the rolling assembly 12 and configured to perform a rapid cooling or quenching treatment on the metal product.
Il gruppo di colata 11 pu? comprendere, in modo noto, una siviera 14, una lingottiera 15 con relativo cristallizzatore 16 ed eventualmente un dispositivo di pre-laminazione a rulli, posti in successione uno all? altro. Il gruppo di laminazione 12 pu? comprendere, disposti in sequenza uno all?altro, uno o pi? tra: The casting group 11 can? comprising, in a known manner, a ladle 14, an ingot mold 15 with relative crystallizer 16 and possibly a roller pre-rolling device, placed in succession one by one. other. The rolling group 12 can? understand, arranged in sequence one to the other, one or more? between:
- un?unit? di sbozzatura 17, comprendente una o pi? gabbie di laminazione 18, configurata per ottenere una bramma sbozzata con una prima riduzione di spessore; - a? unit? of roughing 17, comprising one or more? rolling stands 18, configured to obtain a rough slab with a first reduction in thickness;
- un forno di riscaldo a induzione 19 configurato per riscaldare la bramma sbozzata ad una temperatura idonea a consentirne la lavorazione; - an induction heating furnace 19 configured to heat the rough slab to a suitable temperature to allow its processing;
- un?unit? di finitura 20, anche essa comprendente una o pi? gabbie di laminazione 21, configurata per ridurre lo spessore della bramma sbozzata e ottenere un prodotto metallico avente un determinato spessore finale. - a? unit? finish 20, also comprising one or more? rolling stands 21, configured to reduce the thickness of the rough slab and obtain a metal product having a certain final thickness.
L?impianto 10 pu? anche comprendere un fono di riscaldo 22 disposto tra il gruppo di colata 11 e il gruppo di laminazione 12, configurato per riscaldare, o mantenere, la bramma colata ad una determinata temperatura di laminazione. The plant 10 can? also comprising a heating phono 22 disposed between the casting assembly 11 and the rolling assembly 12, configured to heat, or maintain, the cast slab at a determined rolling temperature.
L?impianto 10 pu? inoltre comprendere uno o pi? tra: The plant 10 can? also include one or more? between:
- primi mezzi di taglio 23, configurati per tagliare a misura una bramma a monte del gruppo di laminazione 12, nel caso di processo di tipo coil-to-coil, o semi-endless; - first cutting means 23, configured to cut to size a slab upstream of the rolling assembly 12, in the case of a coil-to-coil or semi-endless process;
- dispositivi avvolgitori/svolgitori 24, 25, posti a monte e valle dell?unit? di sbozzatura 17, o di una gabbia di laminazione 18, nel caso siano di tipo reversibile, configurati per avvolgere e/o svolgere selettivamente la bramma sbozzata e per mantenerla alla temperatura di laminazione; - winding / unwinding devices 24, 25, placed upstream and downstream of the unit? of roughing 17, or of a rolling stand 18, if they are of the reversible type, configured to selectively wind and / or unwind the roughened slab and to maintain it at the rolling temperature;
- secondi mezzi di taglio 26 configurati per effettuare la spuntatura di testa/coda ed eventuale rottamatura in caso di emergenza della bramma sbozzata, o tagliare a misura i semilavorati metallici in uscita dal gruppo di laminazione 12 o a valle dell?apparato di raffreddamento 13; - second cutting means 26 configured to carry out the head / tail trimming and possible scrapping in the event of an emergency of the rough slab, or cut to size the metal semi-finished products leaving the rolling assembly 12 or downstream of the cooling apparatus 13;
- un aspo avvolgitore 27 configurato per avvolgere, in particolare nel caso di laminati piani, i prodotti metallici ottenuti. - a reel 27 configured to wind, in particular in the case of flat laminates, the metal products obtained.
L?impianto 10 pu? prevedere un dispositivo avvolgitore/svolgitore 34 ad almeno due mandrini 43a, 43b per eseguire una fase di avvolgimento/svolgimento successivamente alla fase di riscaldamento rapido. Nel caso di esempio, i due mandrini 43a, 43b sono atti a svolgere selettivamente ed alternativamente la funzione di avvolgere il prodotto metallico riscaldato nel forno di riscaldo 22 e di svolgerlo per alimentarlo a una successiva gabbia di laminazione 18 di tipo reversibile dell?unit? di sbozzatura 17. The plant 10 can? providing a winding / unwinding device 34 with at least two mandrels 43a, 43b to carry out a winding / unwinding step subsequent to the rapid heating step. In the example case, the two mandrels 43a, 43b are adapted to selectively and alternatively carry out the function of winding the metal product heated in the heating furnace 22 and unwinding it to feed it to a subsequent rolling stand 18 of the reversible type of the unit? roughing 17.
L?impianto 10 pu? essere inoltre provvisto di un gruppo di fusione 28, configurato per ottenere un bagno di metallo fuso con determinate caratteristiche chimiche, comprendente uno o pi? tra un forno elettrico ad arco (EAF) 29, un forno siviera (LF) 30, o un apparato di trattamento di degasaggio sottovuoto (VD) 31. The plant 10 can? also be provided with a melting unit 28, configured to obtain a bath of molten metal with certain chemical characteristics, comprising one or more? between an electric arc furnace (EAF) 29, a ladle furnace (LF) 30, or a vacuum degasser (VD) 31.
I gruppi di fusione 28, colata 11, laminazione 12 e l?apparato di trattamento 31 formano una linea di produzione LP. The melting units 28, casting 11, rolling 12 and the treatment apparatus 31 form an LP production line.
Secondo un aspetto del presente trovato, ciascun gruppo operativo 11 , 12, 28, ovvero ciascun apparato 13, 14, 15, 16, 17, 20, 29, 30, 31, o ciascun componente 18, 21, ? provvisto di rispettivi circuiti idraulici 32 per lo scorrimento di un flusso d?acqua idoneo al raffreddamento dei componenti posti a contatto o in prossimit? del prodotto metallico in lavorazione, o per il raffreddamento/trattamento del prodotto metallico stesso. According to an aspect of the present invention, each operating group 11, 12, 28, or each apparatus 13, 14, 15, 16, 17, 20, 29, 30, 31, or each component 18, 21,? provided with respective hydraulic circuits 32 for the flowing of a flow of water suitable for cooling the components placed in contact with or near of the metal product being processed, or for the cooling / treatment of the metal product itself.
Secondo possibili forme realizzative, nel caso del gruppo di colata 11, di laminazione 12 e di fusione 28, i rispettivi circuiti idraulici 32 possono essere collegati a rispettivi circuiti di scambio termico, non illustrati, associati ad uno o a pi? componenti o apparati 14, 15, 16, 17, 18, 20, 21, 29, 30, 31 in modo tale da raffreddarli in modo opportuno. According to possible embodiments, in the case of the casting unit 11, rolling 12 and casting 28, the respective hydraulic circuits 32 can be connected to respective heat exchange circuits, not shown, associated with one or more? components or apparatuses 14, 15, 16, 17, 18, 20, 21, 29, 30, 31 in such a way as to cool them in a suitable way.
Secondo possibili forme realizzative, almeno nel caso dell?apparato di raffreddamento 13 il, o i rispettivi circuiti idraulici 32 possono essere collegati a ugelli di erogazione 33 idonei ad erogare l?acqua con la pressione e la portata richieste sul prodotto metallico. According to possible embodiments, at least in the case of the cooling apparatus 13 the, or the respective hydraulic circuits 32 can be connected to delivery nozzles 33 suitable for delivering the water with the pressure and flow rate required on the metal product.
Secondo forme di realizzazione, l?impianto 10 comprende un gruppo di fornitura acqua 35 comprendente un serbatoio 36, idoneo a contenere acqua mantenendola ad una temperatura sostanzialmente pari alla temperatura ambiente, collegato, mediante rispettivi condotti di mandata 34 e ritorno (non illustrati), ai differenti circuiti idraulici 32. According to embodiments, the system 10 comprises a water supply unit 35 comprising a tank 36, suitable for containing water while maintaining it at a temperature substantially equal to the ambient temperature, connected, by means of respective delivery and return ducts 34 (not shown), to the different hydraulic circuits 32.
Secondo forme di realizzazione, i circuiti idraulici 32 possono comprendere valvole o altri dispositivi di intercettazione 39 selettivamente attivabili per consentire all?acqua presente nei condotti di mandata 34 di fluire verso il rispettivo circuito idraulico 32, o deviarla, quando non necessaria, nel condotto di ritorno verso il serbatoio 36. According to embodiments, the hydraulic circuits 32 can comprise valves or other interception devices 39 which can be selectively activated to allow the water present in the delivery ducts 34 to flow towards the respective hydraulic circuit 32, or divert it, when not necessary, into the delivery duct. return to the tank 36.
Il gruppo di fornitura acqua 35 comprende, inoltre, una pluralit? di dispositivi di alimentazione acqua 37, selettivamente attivabili per consentire la circolazione dell?acqua dal serbatoio 36 verso i rispettivi condotti di mandata 34. The water supply unit 35 also comprises a plurality of of water supply devices 37, which can be selectively activated to allow the circulation of the water from the tank 36 towards the respective delivery ducts 34.
Secondo forme di realizzazione, i dispositivi di alimentazione acqua 37 possono comprendere uno o pi? tra elettrovalvole, dispositivi di pompaggio, o una combinazione di essi. According to embodiments, the water supply devices 37 may comprise one or more? between solenoid valves, pumping devices, or a combination of them.
Secondo forme di realizzazione, ciascun dispositivo di alimentazione acqua 37 comprende una pluralit? di dispositivi di pompaggio, il cui numero pu? variare in funzione della portata e dalla pressione dell?acqua richiesta dal rispettivo circuito idraulico 32 e dal gruppo operativo 11, 121 13, 28, o apparato/componente a cui ? associato, e dalla potenza di lavoro del singolo dispositivo di pompaggio. According to embodiments, each water supply device 37 comprises a plurality of water supplies. of pumping devices, the number of which can? vary according to the flow rate and the pressure of the water required by the respective hydraulic circuit 32 and by the operating group 11, 121 13, 28, or apparatus / component to which? associated, and the working power of the single pumping device.
Secondo forme di realizzazione, rimpianto comprende, inoltre, una pluralit? di dispositivi convertitori 38, o inverter, ciascuno associato ad uno o pi? dispositivi di pompaggio, i quali possono essere selettivamente azionati per attivare/disattivare i rispettivi dispositivi di pompaggio a cui sono associati, o per regolarne il funzionamento, e in particolare variarne la portata in funzione delle necessit?. According to embodiments, regret further comprises a plurality of of 38 converter devices, or inverters, each associated with one or more? pumping devices, which can be selectively operated to activate / deactivate the respective pumping devices to which they are associated, or to regulate their operation, and in particular to vary their flow rate according to needs.
Secondo forme di realizzazione, mediante i convertitori 38 pu? essere variata la corrente elettrica alimentata ai dispositivi di frequenza, ad esempio modificandone l?intensit? o la frequenza, regolando di conseguenza la portata d?acqua alimentata da questi ultimi. According to embodiments, by means of the converters 38 can? be varied the electric current fed to the frequency devices, for example by changing the intensity? or the frequency, consequently adjusting the flow of water fed by the latter.
Secondo un aspetto del presente trovato, rimpianto 10 comprende un?unit? di controllo 40 configurata per comandare il funzionamento del gruppo di fornitura acqua 35, ed in particolare dei dispositivi di alimentazione acqua 37, per fornire selettivamente acqua ai rispettivi circuiti 32 in base alle esigenze di ciascuno dei gruppi operativi 11, 12, 13, 28, o apparati, a cui sono associati. According to one aspect of the present invention, regret 10 comprises a unit? control unit 40 configured to control the operation of the water supply group 35, and in particular of the water supply devices 37, to selectively supply water to the respective circuits 32 according to the needs of each of the operating groups 11, 12, 13, 28, or apparatuses, to which they are associated.
Secondo forme di realizzazione, rimpianto 10 comprende una singola unit? di controllo 40 configurata per gestire il funzionamento del gruppo di fornitura acqua 35 per tutti i gruppi operativi 11, 12, 13, 28. According to embodiments, regret 10 comprises a single unit? control 40 configured to manage the operation of the water supply group 35 for all operating groups 11, 12, 13, 28.
Secondo possibili soluzioni alternative, possono essere previste una pluralit? di unit? di controllo 40, ciascuna associata ad un singolo gruppo operativo 11, 12, 13, 28 o a un sottoinsieme di essi, e configurata per gestire il funzionamento del gruppo di fornitura acqua 35 per il rispettivo singolo gruppo o sottoinsieme. According to possible alternative solutions, can a plurality be envisaged? of unit? control unit 40, each associated with a single operating group 11, 12, 13, 28 or with a subset thereof, and configured to manage the operation of the water supply group 35 for the respective single group or subset.
Secondo forme di realizzazione, l?unit? di controllo 40 ? configurata per ricevere informazioni in merito alle caratteristiche dei prodotti metallici da produrre e alla velocit? di avanzamento dei prodotti metallici nei singoli gruppi operativi 11, 12, 13 o 28, o nei rispettivi apparati di ciascuno di tali gruppi operativi, e comandare di conseguenza il gruppo di fornitura acqua 35. According to embodiments, the unit? control 40? configured to receive information about the characteristics of the metal products to be produced and the speed? for the advancement of the metal products in the individual operating groups 11, 12, 13 or 28, or in the respective apparatuses of each of these operating groups, and consequently controlling the water supply group 35.
In particolare, l?unit? di controllo 40, pu? ricevere da un?unit? di gestione 41 dell?impianto informazioni riguardanti una ?ricetta? per un determinato prodotto metallico, comprendenti rispettive durate di intervalli operativi e non operativi per ciascun gruppo operativo 11, 12, 13, o apparato, e comandare ciascuno dei dispositivi di alimentazione acqua 37 per attivarli in corrispondenza dei rispettivi intervalli operativi e disattivarli in corrispondenza degli intervalli non operativi (fig. 2). In particular, the unit? control 40, can? receive from a? unit? system management 41 information regarding a? recipe? for a given metal product, including respective durations of operating and non-operating intervals for each operating group 11, 12, 13, or apparatus, and controlling each of the water supply devices 37 to activate them at the respective operating intervals and deactivate them at the non-operating intervals (fig. 2).
Secondo forme di realizzazione, le ?ricette? fomite all?unit? di controllo 40 possono comprendere una o pi? informazioni/parametri tra propriet? e composizione fisica del metallo, dimensione della bramma e del prodotto finale, numero di gabbie e/o di passaggi di laminazione necessari per ottenere un determinato spessore. According to embodiments, the? Recipes? provided to the unit? control 40 can comprise one or more? information / parameters between properties and physical composition of the metal, size of the slab and of the final product, number of stands and / or rolling passes necessary to obtain a certain thickness.
Sulla base di tali parametri, ed eventualmente anche sulla base della velocit? di avanzamento del semilavorato o del prodotto metallico lungo la linea di produzione LP, possono essere determinati e/o stimati la temperatura del prodotto metallico, e/o temperatura T ?C e/o portata Q dell?acqua di raffreddamento richiesta per il prodotto metallico in transito e/o per i componenti a contatto con essa, e tempo t di erogazione richiesto (fig. 2). On the basis of these parameters, and possibly also on the basis of the speed? of advancement of the semi-finished product or metal product along the LP production line, the temperature of the metal product, and / or temperature T? C and / or flow rate Q of the cooling water required for the metal product can be determined and / or estimated in transit and / or for the components in contact with it, and required delivery time t (fig. 2).
In funzione di tali informazioni, l?unit? di comando 40 pu? attivare di conseguenza tutti e solo i dispositivi di pompaggio necessari per fornire portata/pressione di acqua richieste sostanzialmente solo per un tempo correlato agli intervalli operativi. According to this information, the unit? command 40 pu? consequently activate all and only the pumping devices necessary to supply the required water flow rate / pressure substantially only for a time correlated to the operating intervals.
Per ?intervallo operativo? si intende un intervallo temporale durante il quale un prodotto metallico ? sottoposto a lavorazione, ed ? quindi necessaria una fornitura di acqua di raffreddamento con portata e pressione opportune, mentre con ?intervallo non operativo? si intende un intervallo temporale durante il quale non vi ? un prodotto metallico in lavorazione e il rispettivo gruppo operativo, o apparato, ? in fase di sospensione o di attesa. For? Operating range? is meant a time interval during which a metallic product? subjected to processing, and? therefore a supply of cooling water with appropriate flow rate and pressure is necessary, while with? non-operating interval? do you mean a time interval during which there is no? a metal product being processed and the respective operating group, or apparatus,? in the suspension or waiting phase.
Gli intervalli non operativi possono avere tipologie o durate differenti, in funzione del rispettivo gruppo operativo o apparato 11, 12, 13, 28, o del tipo di processo in corso. The non-operating intervals can have different types or durations, depending on the respective operating group or apparatus 11, 12, 13, 28, or the type of process in progress.
A titolo esemplificativo, nel caso di un processo ?coil-to-coil?, nell?apparato di raffreddamento 13 si possono verificare intervalli di ?gap time? TGAP, ad esempio tra farrivo di un prodotto da lavorare, e il successivo, e intervalli di ?batch time? TBATCH quando viene richiesto il cambio della tipologia di prodotti in lavorazione, che si alternano agli intervalli operativi, o di raffreddamento TCOOL(fig. 3). By way of example, in the case of a? Coil-to-coil? Process,? Gap time? Intervals can occur in the cooling apparatus 13? TGAP, for example between the arrival of a product to be processed, and the next, and intervals of? Batch time? TBATCH when it is required to change the type of products being processed, which alternate with the operating intervals, or TCOOL cooling (fig. 3).
Nel caso di un processo di tipo ?endless?, si verificano solo gli intervalli di ?batch time?, essendo il processo sostanzialmente continuo tra il gruppo di colata Il e l?apparato di raffreddamento 13. In the case of a process of the? Endless? Type, only the? Batch time? Intervals occur, since the process is substantially continuous between the casting group II and the cooling apparatus 13.
Nel caso del gruppo di laminazione 12, l?intervallo operativo TCOOL corrisponde sostanzialmente al tempo di laminazione della bramma, mentre gli intervalli non operativi possono comprendere sia l?intervallo tra la lavorazione di una bramma e la successiva, sia il tempo di attesa per la regolazione dei rulli nel caso di una gabbia di laminazione di tipo reversibile,, sia la il temppo p per il cambio della tippologia di prodotti. In the case of the rolling group 12, the TCOOL operating interval substantially corresponds to the lamination time of the slab, while the non-operating intervals can include both the interval between the processing of one slab and the next, and the waiting time for the slab adjustment of the rollers in the case of a rolling stand of the reversible type, is the time p for changing the type of products.
Le durate degli intervalli operativi e non operativi possono essere molto variabili. A scopo esemplificativo, per un apparato di raffreddamento 13 o di quenching, possono avere le seguenti durate: The durations of operating and non-operating intervals can be highly variable. By way of example, for a cooling or quenching apparatus 13, they can have the following durations:
- intervallo operativo TCOOL: tra 15 e 40 sec; - TCOOL operating interval: between 15 and 40 sec;
- gap time TGAP: da 80 a 180 sec; - TGAP gap time: from 80 to 180 sec;
- batch time TBATCH: da 220 a 550 sec. - batch time TBATCH: from 220 to 550 sec.
Nel caso del piate mill PM di un gruppo di laminazione 12, l?intervallo operativo pu? avere una durata compresa tra 140 e 180 sec e l?intervallo non operativo pu? avere durata compresa tra 240 e 280 sec. Dagli esempi sopra riportati, ? chiaro che, se i dispositivi di pompaggio dei dispositivi di alimentazione acqua 37 vengono accesi in corrispondenza degli intervalli operativi e spenti in quelli non operativi, si ha un notevole risparmio dei consumi energetici, in quanto per la maggior parte del tempo, essi possono essere mantenuti non attivi, o attivi al minimo. In the case of the piate mill PM of a rolling group 12, the operating range can? have a duration between 140 and 180 sec and the inoperative interval can? have a duration between 240 and 280 sec. From the examples above,? It is clear that if the pumping devices of the water supply devices 37 are switched on at the operating intervals and switched off in the non-operating ones, there is a considerable saving in energy consumption, since for most of the time they can be maintained not active, or active at a minimum.
Per ?attivi al minimo? si intende che i dispositivi di pompaggio possono essere mantenuti accesi e funzionanti alla potenza minima prevista da ciascuno di essi, ad esempio compresa tra il 10% e il 40% della potenza nominale. For? Active at a minimum? it is understood that the pumping devices can be kept on and operating at the minimum power provided by each of them, for example between 10% and 40% of the rated power.
A titolo esemplificativo, nel caso dell?apparato di raffreddamento 13 possono essere previsti da 4 a 10 dispositivi di pompaggio, ciascuno idoneo a fornire acqua con una determinata portata, ad esempio compresa tra 1000 e 1500 m<3>/h, una determinata pressione, ad esempio tra 4 e 8bar (4-8 x 10<5 >Pascal) e una determinata potenza, ad esempio compresa tra 300 e 500 kW. By way of example, in the case of the cooling apparatus 13, 4 to 10 pumping devices can be provided, each suitable for supplying water with a certain flow rate, for example between 1000 and 1500 m <3> / h, a certain pressure. , for example between 4 and 8bar (4-8 x 10 <5> Pascal) and a certain power, for example between 300 and 500 kW.
Nella fig. 3 ? illustrato a titolo esemplificativo l?andamento della portata d?acqua richiesta nel caso di un apparato di raffreddamento 13 che opera in un processo ?coil-to-coil? per un primo e un secondo tipo di prodotti, che richiedono una prima portata Q1 e una seconda portata Q2. In fig. 3? illustrated by way of example the trend of the required water flow rate in the case of a cooling apparatus 13 operating in a? coil-to-coil? process. for a first and a second type of products, which require a first course Q1 and a second course Q2.
Come si pu? vedere in fig. 3, negli impianti secondo la tecnica nota, i dispositivi di pompaggio sono sempre accesi e alla massima potenza (linea tratteggiata), e inviano acqua in modo continuo ai rispettivi circuiti idraulici 32, a prescindere dall?effettiva necessit?. Secondo il trovato (linea continua), al contrario, i dispositivi di pompaggio sono alternativamente accesi e spenti, o eventualmente mantenuti ad un regime di funzionamento a potenza minima, per erogare l?acqua solo quando ? effettivamente necessaria. How can you? see in fig. 3, in systems according to the known art, the pumping devices are always on and at maximum power (dashed line), and continuously send water to the respective hydraulic circuits 32, regardless of actual need. According to the invention (continuous line), on the contrary, the pumping devices are alternately switched on and off, or possibly kept at a minimum power operating regime, to deliver the water only when? actually needed.
Poich? in funzione del tipo di prodotto metallico in lavorazione, la portata d?acqua richiesta pu? variare tra 0 e 15000 m3/h, il numero dei dispositivi di pompaggio di volta in volta attivi pu? variare in funzione delle richieste. Since? depending on the type of metal product being processed, the required water flow rate can? vary between 0 and 15000 m3 / h, the number of pumping devices active from time to time can? vary according to requests.
Ad esempio, l?unit? di controllo 40 pu? determinare, sulla base della ?ricetta? e/o delle informazioni ricevute dall?unit? di gestione 41, quanti dispositivi di pompaggio sono necessari per ciascuna combinazione di portata e pressione di acqua richieste, e comandare l?attivazione di tutti e solo i dispositivi di pompaggio necessari. For example, the unit? control 40 pu? determine, based on the? recipe? and / or the information received from the unit? management 41, how many pumping devices are required for each combination of flow rate and water pressure required, and command the activation of all and only the necessary pumping devices.
Facendo riferimento all?esempio dell?apparato di raffreddamento 13 sopra riportato, l?unit? di controllo e comando 40 pu? attivare: Referring to the example of the cooling apparatus 13 shown above, the unit? control and command 40 pu? activate:
- nessun dispositivo di pompaggio se la portata richiesta ? di 0 m<3>/h,; un singolo dispositivo di pompaggio se la portata richiesta ? inferiore a 1000 m<3>/h; - no pumping device if the required flow rate? of 0 m <3> / h ,; a single pumping device if the required flow rate? less than 1000 m <3> / h;
- quattro dispositivi di pompaggio se la portata richiesta ? inferiore a 4.000 m<3>/h; - four pumping devices if the required flow rate? less than 4,000 m <3> / h;
- tutti i dispositivi di pompaggio se la portata richiesta ? di 8000 m<3>/h. Preferibilmente, ciascun dispositivo di pompaggio ? comandabile in modo autonomo e indipendente rispetto agli altri. - all pumping devices if the required flow rate? of 8000 m <3> / h. Preferably, each pumping device? can be controlled autonomously and independently from the others.
Secondo forme di realizzazione, l?unit? di controllo 40 pu? comandare i dispositivi di pompaggio agendo sui rispettivi dispositivi convertitori 38 ad essi associati, cos? da garantire che durante gli intervalli operativi According to embodiments, the unit? control 40 pu? controlling the pumping devices by acting on the respective converter devices 38 associated with them, so? to ensure that during operating intervals
TCOOL l?acqua sia erogata alla pressione richiesta. TCOOL the water is delivered at the required pressure.
Nel caso di un?unit? di sbozzatura 17, 20 in particolare per un ?Plate Mill? (PM) possono essere previsti quattro dispositivi di pompaggio per il PM a bassa pressione, con portata compresa tra 1300 e 1400 m<3>/h, pressione compresa tra 5-6 bar e potenza compresa tra 380-450 kW, mentre per il PM ad alta pressione possono essere previsti quattro dispositivi di pompaggio aventi portata compresa tra 800 e 850 m<3>/h, pressione compresa tra 14-15 bar e potenza compresa tra 500-600 kW. Anche in questo caso, l?unit? di controllo 40 pu? comandare l?attivazione dei soli dispositivi di pompaggio necessari per garantire il corretto apporto di acqua al rispettivo circuito idraulico 32. In the case of a? Unit? of blanking 17, 20 in particular for a? Plate Mill? (PM) four pumping devices can be provided for the low pressure PM, with a flow rate between 1300 and 1400 m <3> / h, pressure between 5-6 bar and power between 380-450 kW, while for the PM at high pressure, four pumping devices can be provided with flow rates between 800 and 850 m <3> / h, pressure between 14-15 bar and power between 500-600 kW. Also in this case, the unit? control 40 pu? command the activation of only the pumping devices necessary to ensure the correct supply of water to the respective hydraulic circuit 32.
Ad esempio, possono essere attivati due dispositivi di pompaggio per il PM a bassa pressione e due per il PM ad alta pressione quando il PM prevede circa 3200 m<3>/h, mentre possono essere attivati tre dispositivi di pompaggio per il PM a bassa pressione e tre per il PM ad alta pressione quando la portata richiesta ? intorno ai 6400 m<3>/h. For example, two pumping devices for low-pressure PM and two for high-pressure PM can be activated when the PM expects approximately 3200 m <3> / h, while three pumping devices for low-pressure PM can be activated. pressure and three for the high pressure PM when the required flow rate? around 6400 m <3> / h.
Nel caso del gruppo di fusione 28 e del gruppo di colata 11 la verifica e la determinazione del numero di dispositivi di pompaggio di volta in volta necessari pu? essere svolta in modo analogo. In the case of the melting unit 28 and of the casting unit 11, the verification and determination of the number of pumping devices required each time can? be carried out in a similar way.
Secondo forme di realizzazione, lattivazione/disattivazione dei singoli dispositivi di pompaggio pu? essere effettuata anche sulla base della differenza di temperatura dell?acqua tra l?ingresso e l?uscita dei rispettivi circuiti di scambio termico, o la temperatura dell?acqua in uscita, rilevate con appositi sensori. According to embodiments, the activation / deactivation of the individual pumping devices can? be carried out also on the basis of the difference in water temperature between the inlet and outlet of the respective heat exchange circuits, or the temperature of the outgoing water, detected with special sensors.
Ad esempio, se la differenza di temperatura ? inferiore a un determinato valore di soglia, o la temperatura in uscita ? superiore a un valore massimo, pu? essere previsto di aumentare il numero, o la velocit? dei rispettivi dispositivi di pompaggio, mentre ne caso in cui la differenza di temperatura sia superiore a un secondo valore di soglia, o la temperatura in uscita ? inferiore a un valore limite, pu? essere previsto di ridurre il numero, o la velocit?, dei dispositivi di pompaggio, preferibilmente agendo mediante i convertitori 38. For example, if the temperature difference? below a certain threshold value, or the outlet temperature? higher than a maximum value, can? be expected to increase the number, or the speed? of the respective pumping devices, while n if the temperature difference is higher than a second threshold value, or the outlet temperature? less than a limit value, can? provision should be made for reducing the number, or speed, of the pumping devices, preferably by acting by means of the converters 38.
Secondo forme di realizzazione, per garantire che al momento in cui ? necessario erogare l?acqua nel circuito, essa abbia la portata e la pressione richieste, l?unit? di controllo 40 pu? essere configurata per attivare i dispositivi di pompaggio un determinato tempo di anticipo ?t rispetto all?istante di inizio di ciascun intervallo operativo TCOOL. According to embodiments, to ensure that at the time when? necessary to deliver the water in the circuit, it has the required flow rate and pressure, the unit? control 40 pu? be configured to activate the pumping devices a certain time in advance? t with respect to the instant of start of each operating interval TCOOL.
L?entit? dell?intervallo operativo At pu? essere determinata in fase di progetto del gruppo di fornitura d?acqua 35, o essere derivato e calcolato sulla base di esso, in quanto ? correlato e dipendente dalla lunghezza e dalla sezione dei condotti di mandata 14. The entity dell? operating interval At pu? be determined in the design phase of the water supply group 35, or be derived and calculated on the basis of it, as? correlated and dependent on the length and section of the delivery ducts 14.
Il ?t pu? essere calcolato come il tempo necessario a pressurizzare i condotti di mandata 14 in modo tale che, all?istante to di inizio dell?intervallo operativo TCOOL, in corrispondenza del rispettivo circuito idraulico 32, sia presente acqua con la pressione richiesta. The? T can? be calculated as the time necessary to pressurize the delivery ducts 14 so that, at the moment of the beginning of the operating interval TCOOL, in correspondence with the respective hydraulic circuit 32, water with the required pressure is present.
Secondo forme di realizzazione, l?unit? di controllo 40 prevede di attivare all?istante t* = to - ?t i dispositivi convertitori 38 associati al, o ai dispositivi di pompaggio necessari, per far partire la rampa di salita degli stessi ed evitare che l?acqua si erogata in ritardo, o con pressione non idonea (fig. 4). According to embodiments, the unit? control 40 provides for instantaneous activation of t * = to -? t the converter devices 38 associated with the pumping device (s) required, to start the upward ramp of the same and prevent the water from being delivered late, or with unsuitable pressure (fig. 4).
Secondo forme di realizzazione, l?istante di inizio to di ciascun intervallo operativo pu? essere determinato sulla base della ?ricetta? associata al tipo di prodotto metallico da produrre e alla velocit? di avanzamento prevista del semilavorato o del prodotto lungo la linea di produzione LP. According to embodiments, the start instant to of each operating interval can be be determined on the basis of the? recipe? associated with the type of metal product to be produced and the speed? expected advancement of the semi-finished product or product along the LP production line.
Secondo varianti di realizzazione, l?istante di inizio to di uno o pi? intervalli operativi pu? essere determinato, ovvero calcolato, o stimato, anche sulla base di uno o pi? parametri rilevati e monitorati in tempo reale durante il processo. A titolo esemplificativo lungo la linea di produzione LP possono essere previsti uno o pi? dispositivi di rilevazione 42, configurati per misurare l?effettiva velocit? di avanzamento del prodotto nella linea produttiva LP. According to variants of embodiment, the instant of start of one or more? operating intervals can? be determined, or calculated, or estimated, also on the basis of one or more? parameters detected and monitored in real time during the process. By way of example, one or more? 42 detection devices, configured to measure the actual speed? advancement of the product in the LP production line.
Possono anche essere previsti dispositivi per monitorare lo stato di funzionamento di uno o pi? gruppi operativi 28, 11, 12 o di uno o pi? dei rispettivi apparati disposti a valle, i quali possono essere collegati e comunicare con l?unit? di gestione 4L Can also be provided for devices to monitor the operating status of one or more? operational groups 28, 11, 12 or of one or more? of the respective apparatuses arranged downstream, which can be connected and communicate with the unit? management 4L
Ad esempio, nel caso di verifichi un malfunzionamento, quale un incaglio o una rottura nell?unit? di sbozzatura 17, si pu? prevedere di mantenere al minimo i dispositivi di alimentazione acqua 37 degli apparati disposti a valle di essa, fino a che non vengano ripristinate le condizioni di funzionamento normali e, una volta riavviato il processo, calcolare di conseguenza gli istanti di inizio to dei corrispondenti intervalli operativi per ciascun gruppo operativo e apparato della linea di produzione LP. For example, in the event of a malfunction, such as a grounding or a break in the unit? of roughing 17, you can? provide for keeping the water supply devices 37 of the apparatus arranged downstream from it to a minimum, until normal operating conditions are restored and, once the process has been restarted, calculate the start instants t of the corresponding operating intervals accordingly for each operating group and equipment of the LP production line.
Secondo ulteriori forme di realizzazione, l?unit? di controllo 40, al termine dell?intervallo operativo TCOOL, ovvero all?istante tl, provveder? a disattivare i dispositivi convertitori 38 precedentemente attivati, in modo tale da spegnere, o mantenere accesi al minimo, i dispositivi di pompaggio. According to further embodiments, the unit? control 40, at the end of the TCOOL operating interval, or at the instant tl, will provide? to deactivate the previously activated converter devices 38, in such a way as to switch off, or keep on at a minimum, the pumping devices.
Secondo forme di realizzazione, l?istante di inizio tO e l?istante di fine tl considerati possono coincidere con gli istanti di inizio e fine reali, o possono essere differenti, prevedendo degli intervalli cautelativi, o tempo di buffer TB rispettivamente prima e dopo i reali istanti di inizio e fine cos? da compensare eventuali piccoli scostamenti rispetto ad essi. According to embodiments, the start instant t0 and the end instant tl considered may coincide with the real start and end instants, or they can be different, providing precautionary intervals, or buffer time TB respectively before and after the real ones. instants of beginning and end cos? to compensate for any small deviations from them.
L?interazione tra l?unit? di gestione 41 della linea di produzione LP, il gruppo di fornitura acqua 35 e l?unit? di controllo 40 che comunica con entrambi e regola di conseguenza la fornitura dell?acqua in base alle reali esigenze, consente elevata versatilit? e adattabilit? dell?impianto 10 per qualsiasi tipologia di prodotto metallico, e al contempo permette un?ottimizzazione dei consumi energetici. The interaction between the unit? 41 of the LP production line, the water supply group 35 and the unit? control 40 that communicates with both and consequently adjusts the water supply according to real needs, allows high versatility? and adaptability? of the system 10 for any type of metal product, and at the same time allows an optimization of energy consumption.
Forme di realizzazione qui descritte si riferiscono, inoltre, ad un metodo di gestione di un impianto 10 per la produzione di prodotti metallici come sopra descritto. Il metodo prevede di ricevere informazioni relative alle caratteristiche dei prodotti in lavorazione in relazione a dimensioni, spessore, composizione chimica dei prodotti metallici da ottenere; Embodiments described here also refer to a method of managing a plant 10 for the production of metal products as described above. The method provides for receiving information relating to the characteristics of the products being processed in relation to the dimensions, thickness, chemical composition of the metal products to be obtained;
- ricevere informazioni relative ai rispettivi parametri di raffreddamento, comprendenti uno o pi? tra portata dell?acqua, pressione, tempo di erogazione dell?acqua, differenza di temperatura tra acqua in ingresso e in uscita, e ai rispettivi tempi operativi e non operativi di una o pi? gruppi operativi 11, 12, 28 o apparati di raffreddamento 13; - receive information relating to the respective cooling parameters, including one or more? between water flow rate, pressure, water delivery time, temperature difference between inlet and outlet water, and the respective operating and non-operating times of one or more? operating groups 11, 12, 28 or cooling apparatuses 13;
- comandare i dispositivi di alimentazione 34 per alimentare acqua verso rispettivi condotti di mandata 34 associati a ciascuno dei circuiti idraulici 32 in funzione dei rispettivi intervalli operativi e non operativi di ciascun gruppo operativo 11, 12, 28 o apparato di raffreddamento 13. - controlling the feed devices 34 to feed water to respective delivery ducts 34 associated with each of the hydraulic circuits 32 according to the respective operating and non-operating intervals of each operating group 11, 12, 28 or cooling apparatus 13.
Secondo forme di realizzazione, il metodo di gestione prevede di alimentare l?acqua ai rispettivi circuiti idraulici 32 attivando, in modo autonomo e indipendente uno rispetto all?altro, tutti e solo i dispositivi di pompaggio necessario per erogare di volta in volta, in corrispondenza di ciascun intervallo operativo, la portata d?acqua richiesta con pressione predefinita e disattivare, o mantenere accesi al minimo i dispositivi di pompaggio in corrispondenza degli intervalli non operativi. According to embodiments, the management method provides for supplying the water to the respective hydraulic circuits 32 by activating, in an autonomous and independent manner one from the other, all and only the pumping devices necessary to deliver each time, in correspondence of each operating range, the required water flow rate with predefined pressure and deactivate, or keep switched on to a minimum, the pumping devices at the non-operating intervals.
Secondo ulteriori forme di realizzazione, il metodo prevede di regolare il funzionamento e la potenza dei dispositivi di pompaggio mediante dispositivi convertitori 38, in base alle portate e alle pressioni dell?acqua di volta in volta richieste. According to further embodiments, the method provides for regulating the operation and power of the pumping devices by means of converting devices 38, on the basis of the flow rates and pressures of the water required each time.
Secondo forme di realizzazione, il metodo prevede di comandare l?attivazione dei dispositivi convertitori 38 in anticipo rispetto all?istante di inizio di ciascun intervallo operativo, cos? da avviare la rampa di salita di ciascun dispositivo convertitore 38 prima dell?istante in cui ? necessario che esso sia pienamente operativo. According to embodiments, the method provides for controlling the activation of the converting devices 38 in advance with respect to the instant of start of each operating interval, so? to start the up ramp of each converter device 38 before the instant in which? it must be fully operational.
E chiaro che all?impianto 10 per la produzione di prodotti metallici, e al metodo di gestione fin qui descritti possono essere apportate modifiche e/o aggiunte di parti o fasi, senza per questo uscire dall?ambito del presente trovato come definito dalle rivendicazioni. It is clear that modifications and / or additions of parts or phases can be made to the plant 10 for the production of metal products, and to the management method described up to now, without thereby departing from the scope of the present invention as defined by the claims.
? anche chiaro che, sebbene il presente trovato sia stato descritto con riferimento ad alcuni esempi specifici, una persona esperta del ramo potr? senz?altro realizzare molte altre forme equivalenti di impianto 10 per la produzione di prodotti metallici, e metodo di gestione, aventi le caratteristiche espresse nelle rivendicazioni e quindi tutte rientranti nell?ambito di protezione da esse definito. ? It is also clear that, although the present invention has been described with reference to some specific examples, a person skilled in the art can? undoubtedly, to realize many other equivalent forms of plant 10 for the production of metal products, and method of management, having the characteristics expressed in the claims and therefore all falling within the scope of protection defined by them.
Claims (11)
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